基于傅里叶—小波变换的并联型有源电力滤波器

电能是现代社会发展中必不可少的重要能源。但是近年来，随着电力电子装置在电力系统中的广泛应用，以及非线性负载的存在，由此而产生的谐波，严重影响了设备的正常运行以及供电电网的质量。因此，何如才能进一步的提高电能质量，有效的抑制电网中的谐波电流电压和无功功率，已经引起了社会各界广泛的关注。 随着可控自关断功率器件的出现以及相关控制理论的发展，有源电力滤波器(ActivePower Filter，APF)是当前谐波治理的一个重要趋势。APF是一种新型的电力电子装置，主要的功能是对电网中存在的谐波进行实时的跟踪补偿。作为综合治理电网污染最有效的手段，APF有着广阔的发展前景，且被广泛的研究和应用。 有源电力滤波器系统由电流检测电路、控制电路和补偿电流发生电路组成，其谐波电流检测环节和系统控制策略是影响有源电力滤波器补偿性能的关键。本文主要在谐波检测以及控制策略方面做了深入的研究，为日后有源电力滤波器的发展提供一定的理论基础和参考价值。本文主要研究内容如下： 1、针对谐波电流检测环节，常用的傅里叶变换对于稳态信号分析有很大的优势，但对时变信号有一定的局限性，所以引入了新兴的一种时频分析方法-小波变换。小波变换具有频域带通特性好的优点，能准确的分辨出信号奇异点，对于电网的检测有很大的优势。但缺点是它对各次谐波无法准确的辨析出来。本文在详细研究了电力系统谐波特点及分析方法的基础上，结合了两者的优点，采用了傅里叶-小波变换谐波电流分析方法，应用于并联型有源电力滤波器，对电网中的谐波进行准确的分析，实时的补偿。 2、在控制策略方面，通过对传统的滞环控制方法的分析，找出该种控制方法的优点及缺点。以此为基础，对传统的滞环控制做了一定的改进，有效的解决了开关频率过大对IGBT的不利影响，使补偿效果更加完美。 3、本文建立了基于MATLAB并联型有源电力滤波器的仿真模型。通过对仿真模型和仿真结果的研究，证明该方案在电网电流存在畸变的情况下，能实时地跟踪补偿谐波，并且具有很好的动态响应和较高的检测精度以及快速补偿谐波等优点，最终达到了改善优化电网质量的目的。